Устройство горелок для полуавтоматической сварки

Горелка для сварочного полуавтомата

Сварщик, производя сварочные работы сварочным инвертором или полуавтоматом, делает одинаковые движения. Но в отличие от держателя для электродов, полуавтоматы имеют горелку достаточно сложную по конструкции. Горелка для сварочного полуавтомата подбирается под тип сварки MIG или MAG. И от правильного выбора зависит производительность, безопасность и утомляемость работника, который производит сварочные работы в течение половины рабочего времени.

Горелки для полуавтоматов можно отнести к расходным материалам, потому что срок их эксплуатирования не превышает полугода. Но и для такого срока необходима смена быстро выходящих из строя элементов.

Принцип работы

Идущая в комплекте газовая горелка для полуавтомата – это исполнительное устройство для получения сварочного шва в среде защитного газа.

Газовая горелка для полуавтомата

Принцип работы следующий:

Горелка помещается к основному металлу на расстояние образования дуги.
Перед началом розжига дуги за несколько секунд в сварочную зону подается защитный газ.
Напряжение подается на токоподводящий наконечник, а соответственно и на электродную проволоку.
В сварочной дуге электродная проволока плавится и каплями с потоком газа попадает в сварочную ванну.
При перемещении горелки вдоль соединяемых элементов образуется сварной шов.
Среда защитного газа обеспечивает получение качественного и чистого шва.

Во время проведения сварных работ элементы горелки подвергаются воздействию высоких температур. Особенно страдают газовое сопло, токоподводящий наконечник и электродный держатель, также именуемый диффузором и газорассекателем.

Устройство горелки для полуавтомата

основа горелки;
изоляционное кольцо;
электродный держатель;
токоподводящий наконечник;
газовое сопло.

Выход из строя, например, токоподводящего наконечника, препятствует подаче сварочной проволоки для заполнения ванны.

Конструкция горелки

Производителей сварочного оборудования много, но устройство горелки одинаково для всех. Отличаются они между собой материалами, размерами, критической температурой и мощностью, механизмами подачи защитной среды (газа, флюса).

Рассматривая конструкцию горелки, стоит отметить, что основными элементами являются:

сопло;
держатель;
наконечник;
втулка изоляционная;
основа с рукояткой.

Наконечники и сопла горелок изготавливаются из различных материалов, поэтому срок их службы различен. Широко используется медь, но и от ее качества зависит длительность работы. Для увеличения срока эксплуатации сопла изготавливают из вольфрама. Но при этом возрастает цена. Среднее время работы таких наконечников и сопел составляет 200 часов.

Из-за частой смены расходных материалов данные элементы изготавливаются быстросменными, чтобы сварщик в короткий срок мог их заменить своими руками.

Рукоятка изготавливается из термостойкого изоляционного материала, защищающего сварщика от воздействия электрического тока. На рукоятке располагается кнопка, включающая подачу защитного газа перед розжигом дуги.

Рукоятка соединяется со сварочным аппаратом посредством подающего рукава, в котором воедино собраны:

питающий кабель;
витой канал подачи проволоки;
канал подачи защитных материалов;
контур охлаждения;
разъем соединения с аппаратом и механизмами подачи.

Стандартизованная длина рукава начинается от 2,5 м и достигает 7 м. Длина зависит от места и типа выполняемых работ. Чтобы добраться до сварного шва на высоте без подъема аппарата рукав должен быть максимальной длины.

Но стоит помнить, что излишки, сложенные на полу кольцами при прохождении по ним напряжения работают как индуктивные катушки и сильно нагреваются. Вследствие чего может возникнуть короткое замыкание.

Разновидности горелок для сварочного полуавтомата

Производители предлагают множество моделей горелок для полуавтоматов. Их характеристики можно описать следующим образом:

токовая нагрузка;
длина рукава;
тип охлаждения:
1. воздушный;
2. водяной;
тип управления:
1. кнопочный;
2. вентильный;
3. универсальный;

способу подключения:
1. штекером;
2. евроразъемом.

Штекерное подключение к аппарату влечет за собой увеличение размера рукава, так как каждый источник подключается по отдельности. Соединение евроразъемом облегчает подключение, но оно используется на дорогом профессиональном и полупрофессиональном оборудовании, в котором все каналы собраны в один корпус.

Самодельная газовая горелка

Для сварочных полуавтоматов подбираются из следующих критериев:

допустимая нагрузка по току;
корпус должен быть изготовлен из пластика стойкого к механическим повреждениям;
эргономичность корпуса;
стойкость оболочки рукава к воздействию низкими температурами и абразивом;
малый размер;
минимальный вес.

Профессионалы предпочитают подбирать газовую горелку не по характеристикам сварочного полуавтомата, а по несколько сниженному значению сварочного тока. Связано это с тем, что работа производится не на постоянной основе.

Производители ведут расчет стойкости горелок по непрерывной работе в течение 10 минут, чего не делает ни один сварщик. Поэтому если на аппарате максимальным значением является 400А, то для горелки мощности в 300А будет вполне достаточно.

Расчет ведется по максимальной температуре, при которой возможно разрушение ручки или рукава. Поэтому в продаже можно встретить полуавтоматы, оснащенные горелками с 60% ПВ и даже ниже.

Характеристики и выбор горелок для сварочного полуавтомата

Сварочный полуавтомат имеет горелку. Это сложная конструкция, работа которой напрямую влияет на производительность сварочных работ. Характеристики горелок разные и зависят от вида сварки. В данной статье речь пойдёт об устройстве, принципе работы, видах, лучших брендах, а также о критериях выбора горелки для сварочного полуавтомата.

Устройство и принцип работы

Горелка для сварочного полуавтомата с углекислотой имеет непростое строение. Основными элементами являются:

сопло;
держатель;
изолятор;
наконечник;
втулка для изоляции;
основание с рукояткой.

Для изготовления сопла и наконечника используют разные материалы. Чаще всего применяют медь. Детали из вольфрама отличаются высоким сроком эксплуатации.

Рукоятку делают из прочного материала, который обеспечивает безопасность работы во время контакта с электрическим током. Элемент также имеет специальную кнопку. Она активирует перемещение защитного газа перед розжигом.

Для соединения рукоятки и сварочного агрегата используется подающий рукав. В его конструкцию входят следующие детали:

кабель питания;
винтовой канал перемещения головки;
канал перемещения материалов защиты;
евроразъём для подключения полуавтомата с подающим механизмом.

Длина подающего рукава — 2-7 метров. Она зависит от вида сварки и условий работы.

Принцип работы устройства для полуавтоматической сварки происходит по такой схеме.

Устройство подносят к металлу на расстояние образования дуги.
Перед стартом розжига защитный газ перемещается в рабочую зону сварки.
Напряжение передаётся на наконечник, а затем на электродную спираль.
Происходит расплавление проволоки. Капли и газ перемещаются в сварочную ванну.
Горелку перемещают над местом обработки металла для создания сварочного шва.

При работе рекомендуется использовать специальный антипригарный спрей или пасту. Вещества препятствуют налипанию окалины, защищают шовную зону.

Защитные аэрозоли также увеличивают срок службы всех основных элементов горелки.

Обзор видов

Существует множество моделей горелок для полуавтоматов. Основные виды горелок различают по таким характеристикам.

По типу охлаждения

Есть два вида: воздушный и водяной. Горелки с воздушным охлаждением предназначены для сварочных работ короткими швами. Водяной тип актуален для сварки протяжёнными швами.

Читать еще: Как просверлить бетон без перфоратора

По типу управления

Различают 3 разновидности горелок.

Кнопочные. Работа кнопочным устройством происходит за счёт нажатия кнопки на рукоятке. Клавиша зажимается, дуга разжигается и идёт газ.
Вентильные. Регулировка подачи газа осуществляется путём откручивания и закручивания специального вентиля.
Универсальные.

По способу подключения

Подключение может быть нескольких видов: с помощью штекера и евроразъёма. При подключении штекером увеличивается длина рукава. Горелки с евроразъёмом имеют облегчённое подключение, но стоят дороже и используются в профессиональных моделях.

Также устройства разделяют по типу подающего механизма. Каждый вид характеризуется своим методом подачи электродной проволоки в рабочую зону.

Первый вариант подачи – толкающий. Работа основывается на проталкивании проволоки к горелке через отсек в основании сварочного агрегата.

Второй – тянущий – метод подаёт присадочную проволоку по каналу, расположенному в держателе.

Комплектующие

Рано или поздно все детали горелки приходят в негодность. Для быстрой замены деталей необходимо иметь запасные комплектующие.

К расходникам устройства относятся:

держатели для сопла;
гусаки;
спирали к соплу;
направляющие канала – их длина варьируется от 3 до 5 метров;
антипригарный аэрозоль для защиты оборудования и швов от капель металла и окалин;
токовые наконечники и держатели для них;
диффузор.

Как выбрать?

Выбор горелки для полуавтоматической сварки зависит от типа работы и условий. Если предполагается простая сварка в обычных условиях, то лучше выбрать модель средней ценовой категории.

По той же причине не стоит покупать модели с евроразъёмом и большой длиной рукава. Их приобретение окупится нескоро. Элементы, которые требуются для замены, достаточно дорогие.

При выборе горелок стоит так же учитывать следующие нюансы.

Вес. Если сварочные работы выполняются в условиях производства или цеха, то выбор показателя не так важен. Для работ в домашних условиях или в узком пространстве рекомендуется выбирать модели с меньшим весом.
Размеры. Не следует приобретать модели с большой длиной рукава. Длина должна соответствовать поставленным задачам и условиям. При большой длине могут возникнуть проблемы с удобством, а также при хранении устройства.
Прочность. Износостойкость материала напрямую влияет на качество работы. Все детали должны быть изготовлены из прочного изоляционного материала. Также должна присутствовать защита от нагрева и поражения электричеством.
Удобство конструкции и фиксации. Работа сварщика длится примерно от 3 до 5 часов. Эргономичность горелки влияет на комфортабельность эксплуатации и качество швов. От удобства устройства зависит количество времени, которое требуется на очистку и замену деталей.

Существуют модели горелок с клапаном на ручке. Клапан служит для отсечения газа во время сварочных работ. Устройства очень удобны и значительно повышают безопасность.

При покупке горелки нужно потребовать у продавца сертификационные документы.

В противном случае есть риск потерять не только потраченные деньги, но и подвергнуть здоровье сварщика опасности.

Руководство по выбору горелок для полуавтоматической MIG сварки

Это неудивительно. Сварочная техника эволюционирует очень быстро. За почти вековую историю оборудование стало компактнее, легче, производительнее, удобнее и доступнее. Все комплектующие есть в открытом доступе, диапазон цен широк, и остается только сделать выбор.

На сегодняшний день большой популярностью пользуется полуавтоматическая сварка в среде защитных газов. Активное развитие MIG сварки указывает на её действительную состоятельность и перспективность.

Что такое полуавтоматическая MIG/MAG сварка?

Отличием от стандартного ручного дугового процесса является введение в зону плавления (в сварную ванну) защитных газов (одного или смеси), которые вытесняют из нее составляющие воздуха: кислород, азот и другие газы, отрицательно влияющие на параметры соединения и качество шва. Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG) – это вид дуговой сварки, при котором сваривание происходит благодаря автоматически подающейся в зону сварки электродной проволоки с одновременной подачей в ту же зону защитного газа.

Основа полуавтоматической сварки – источник питания (трансформатор, выпрямитель или инвертор). Он преобразует сетевой ток в сварочный с нужными вольтамперными характеристиками. А уже к источнику присоединяются:

кабель заземления с клеммой;
кабель с горелкой;
система подачи газа (баллон с газом, редуктор, рукав и т.д.)
подающее устройство (в ряде случаев может выноситься и на наружную поверхность корпуса аппарата или быть автономным);
система дополнительного охлаждения горелки.

Если подойти к вопросу выбора комплектующих для сварки несерьезно, то это чревато серьезными последствиями: возгоранием, поражением электрическим током, отравлением вредными газами, поражением глаз и других частей тела тепловым, ультрафиолетовым, инфракрасным излучением и брызгами расплавленного металла.

За получение аккуратного, ровного шва и хорошего соединения отвечает сварочная горелка, которая поэтому и является важнейшим элементом в сварочном комплексе. Именно она отвечает за обеспечение подвода электрического тока при электросварке к электроду. Проще говоря, горелка необходима для образования газосварочного пламени, которое нагревает и расплавляет металл. Приспособление предполагает смешивание воздуха (кислорода) с горючим газом в требуемых пропорциях, для чего устанавливается необходимое давление.

Читать еще: Можно ли работать перфоратором в жилом доме

Конструкция горелки представляет собой:

рукоятку, к которой присоединяется кабель с подачей защитного газа и входом для сварочной проволоки;
мундштук;
контактного наконечника для подачи сварочного тока;
рабочее сопло.

Чтобы определиться с моделью горелки, нужно исходить из потребностей и предполагаемого объёма сварочных работ. Очень важно учесть мощность горелки, то есть какую максимальную силу тока она пропускает. Поэтому все горелки классифицируются в основном на три группы:

160А, 180А, 200А – применяются для небольших толщин. Тип охлаждения – воздушный. Пригодны для дома, в гаражах, в автосервисах и т.д. В названиях горелок указана номенклатура 15: горелки максимальной подачи тока от 160А до 200;
200А, 220А, 250А, 300А – применяются для средних толщин. Тип охлаждения – воздушный. Используются в основном на производствах. В названиях горелок указана номенклатура 25: горелки максимальной подачи тока от 200А до 300А;
300А, 400А, 500А, 600А, 650А – применяются для больших толщин. Тип охлаждения – водяное. Применяется там, где нужно работать с толстыми металлами, например: вагоностроение, судостроение и пр. В названиях горелок может быть указано: 36, 500А, 550А и выше: горелки максимальной подачи тока от 300А до 650А.

Например, горелки типа 15 не справятся с большими величинами, ровно как горелки с максимальной силой подачи тока от 300А просто расплавят, прожгут тонкий металл. Отличие между 15 и 36 моделями будет и в размере: горелки с максимальной силой подачи тока от 300А больше и тяжелее. Для работы с ними нужны определенные навыки и опыт.

Но, не зависимо от того, какой мощности горелка, она должна соответствовать стандартам и обладать хорошими техническими характеристиками:

удобной рукояткой, имеющей эргономичную форму или форму максимально к ней приближенную;
рукоятка должна быть выполнена из качественного токоизолирующего материала, чтобы обеспечить максимальную безопасность работника при сварке;
кнопочное управление на самой рукоятке делает работу быстрее и удобнее;
скорость подачи рабочей смеси из мундштука должна быть больше скорости ее воспламенения. И только в данном случае работа будет более эффективна и не представит опасности для оператора;
соотношение в рабочей смеси газов (кислорода и другого газа) должно отвечать определенным требованиям. На каждом этапе эксплуатации горелки состав рабочей смеси должен быть постоянным.

При выборе горелки так же нужно учесть:

1. подходящую присадочную проволоку: она должна максимально подходить по химическому составу к свариваемому материалу и соответствовать рекомендуемому для горелки диаметру, так как в процессе сварки двух элементов проволока подается через горелку к месту шва и плавится вместе с кромками металлов, вследствие чего и заполняется сам шов;

2. длину шлейфа, которую специалисты советуют выбирать в зависимости от того, на каком максимальном расстоянии от сварочного аппарата могут проходить работы;

3. тип подключения хвостовика, чтобы штекер подключения горелки подошел к разъему сварочного аппарата.

При подходящем выборе горелки и правильном ее использовании, результат сварочных работ будет максимально успешным: швы будут аккуратные, ровные, а соединенные детали иметь надежное, крепкое соединение.

Разновидности и устройство газовых горелок

Газовая горелка – один из главных инструментов мастеров сварки. Критерием качества номер один является стабильное и ровное пламя с нужным уровнем мощности.

Эта стабильность образовывалась за счет смешивания внутри устройства горючего газа и кислорода.

Классификация газовых горелок

Эти устройства на рынке представлены в нескольких широких и разнообразных линейках. Принцип работы у всех одинаковый, тем не менее каждая из моделей отличается рядом дополнительных технических характеристик.

Вот как подразделяются газовые горелки по своим функциональным критериям:

Инжекторные горелки характеризуются особой подачей кислорода к месту возникновения пламени.
Жидкостные модели, работающие не на газе, а на парах керосина или бензина.
Универсальные приборы, которые годятся и для сварки, и для резки металла.
Специализированные модели, выполненные для одной конкретной операции.
Многопламенные горелки со специальными потоками пламени.
Устройства с ручным или машинным управлением.
Горелки с разной мощностью: малого, среднего и высокого уровня.

С инжектором или без: как это работает?

Существует два вида газовых горелок. Рассмотрим подробно каждый из них.

Горелки без инжектора

Эти газовые горелки работают на высоком давлении, имеют относительно простую конструкцию и чрезвычайно эффективны в использовании.

Вот в каком алгоритме происходит их функционирование:

Поступление необходимого кислорода из воздуха происходит через специальные резиновые щели и вентиль, после чего поступает в смеситель.
Функция смесителя – деление общего потока на мелкие струи, которые поступают в сопло. Таким же образом поток поступает в специальный вентиль.
Смешивание газа с кислородом происходит с помощью циркуляции, чтобы быть на выходе максимально однородной.
Мундштук на наконечнике обычно выполнен из долговечного металла – к примеру, меди. Смесь, нагретая до очень высокой температуры, выходит именно через него. Температура на выходе будет даже выше, чем температура плавления металлов.

Дополнительное требование относится к смеси: она должна полностью сгорать. Скорость газового потока должна быть достаточной для того, чтобы пламя не перебрасывалось на верхнюю часть прибора, что весьма и весьма опасно из-за высокого риска взрыва.

С другой стороны, скорость горячего газового потока не должна быть слишком высокой вследствие риска отрыва пламени от мундштука с его последующим затуханием.

Как высчитать оптимальную скорость выхода газового потока?

Нужно учитывать несколько факторов:

состав горючей смеси;
диаметр внутренней стенки сопла;
техническое устройство мундштука.

Средняя скорость находится в пределах 70 – 150 м/сек.

Горелки с инжектором

В качестве горючих газов используются метан, кислород или ацетилен, которые закачиваются в смеситель с помощью инжектора. Это и есть технологическая особенность инжекторного семейства сварочных горелок.

Вот как работает конструкция с инжектором:

Горючий газ закачивается в смесительную камеру инжектором.
Кислород поступает из баллона туда же.
После поступления в смеситель газ смешивается с кислородом воздуха.
Полученная смесь поступает по трубе в мундштук.
Давление газа из мундштука должно быть, как минимум 3,5 атмосферы.

Используются такие газовые горелки очень широко, несмотря на низкое давление и довольно сложную конструкцию. В них встроена система охлаждения, так как из-за низкого давления сопло с мундштуком нагреваются очень сильно. Поэтому важнейшим моментом является контроль перегрева камеры, чтобы она не взорвалась.

Как работать с газовой горелкой в процессе сварки?

Горелки – отличные компаньоны в сварочных процессах автоматического или полуавтоматического типа. Как вы помните, при этих способах сварочная проволока подается автоматически, без помощи рук.

Читать еще: Ремонт электрооборудования строгальных станков

Таким образом, с помощью этих технологий можно добраться до самых труднодоступных участков сварки с минимальными усилиями. Дополнительное преимущество – это то, что практически не остается шлаком и другого мусора. Шов формируется быстро и весьма высокого качества.

Недостатки у данного метода тоже есть. К ним относится весьма недешевая стоимость как основных аппаратов, так и расходных материалов. Вся конструкция довольно тяжелая, которую сложно перемещать.

Этапы в действиях:

Прежде всего – самая тщательная зачистка поверхностей соединяемых заготовок: ни грамма ржавчины или любого загрязнения. Чистим хорошенько – не тряпочкой, а металлической щеткой и насадками на шлифовальном аппарате.
Обезжириваем те же поверхности для последующего плотного прилегания металла к металлу.
Активация газовой горелки с одновременным запуском системы подачи проволоки электрода для старта главного процесса сварки.
Установка оптимальной скорости подачи проволоки, которая обусловлена природой металлов другими входными факторами.

Перед работой нужно проверить целостность и функционирование инжектора. Это сделать просто: подключить кислородный шланг к ниппелю и поднять давление в аппарате до рабочего уровня.

При проходе кислорода через инжекторную систему в канале горючего газа должно сформироваться разрежение. Проверить его можно с помощью пальца: он будет присасываться к отверстию ниппеля. Если так, подключают и фиксируют оба шланга. После этого смесь поджигается и регулируется величина пламени.

Как только сварка произведена, вентиль баллона с ацетиленом перекрывается. Кислородный кран отключается только вторым. Такой порядок отключения нужно соблюдать в обязательном порядке. В противном случае пламя может ударить прямо в ацетиленовый шланг, что может вызвать взрыв.

Если делать все правильно, все риски оправдываются: шов получается надежным и долговечным.